Кристаллы иттриевого ванадата, легированного неодимом, (Nd:YVO4) одни из самых эффективных лазерных кристаллов для когерентных источников с диодной накачкой, особенно, для источников с низкой и средней плотностью мощности. По свойствам поглощения и излучения они превосходят даже Nd:YAG кристаллы.
Nd:YVO4 кристалл, накачиваемый лазерными диодами, был объединен с кристаллами, обладающими высоким коэффициентом нелинейности, (LBO, BBO или KTP) для сдвига частоты выходного излучения в диапазоне от ближнего ИК до зеленой, синей или даже УФ области спектра. Такое сочетание в твердотельных лазерах является идеальным инструментом для большинства наиболее распространенных применений лазерного излучения, включая обработку материалов, спектроскопию, системы контроля качества полупроводниковых пластин, лазерную печать и т. д. Доказано, что твердотельные лазеры на основе ND:YVO4 с диодной накачкой быстро завоевывают рынки, где традиционно доминируют ионные лазеры с водяным охлаждением и лазеры с ламповой накачкой, особенно когда требуется компактная конструкция и излучение с одной продольной модой.
Преимущества Nd:YVO4 лазеров над Nd:YAG:
- Коэффициент поглощения в 5 раз больше во всем широком диапазоне накачки в области 808 нм (кроме того, зависимость от длины волны накачки намного ниже, а также наблюдается сильная тенденция к формированию одномодового излучения);
- Сечение стимулированного излучения в 3 раза больше на длине волны 1064 нм;
- Более низкий порог генерации и боле высокая дифференциальная квантовая эффективность;
- Одноосный кристалл с двойным лучепреломлением: линейно-поляризованное излучение.
Особенности:
- Легирование: 0.1% - 3%;
- Допуск на концентрацию легирующего материла: ±0.05% (атомов%<1%), ±0.1% (атомов%≥1%);
- Кристаллы разных размеров и высокого качества;
- 10 000 шт Nd:YVO4 в месяц размером от 3x3x0.5 - 4x4x8 мм3;
- Конкурентоспособные цены.
Кривая поглощения Nd:YVO4 кристалла (легирование 0.5%, толщина 4 мм)
Свойства Nd:YVO4 кристаллов
|
Параметр |
Значения |
|
Концентрация атомов |
1.26x1020 атомов/см3 (Nd 1.0%) |
|
Структура кристаллов Параметр элементарной ячейки |
Циркон Тетрагональная, пространственная группа D4h-I4/amd |
|
Плотность |
4.22 г/см3 |
|
Твёрдость по шкале Мооса |
4-5 (тип: стекло) |
|
Коэффициенты теплового расширения (300 K) |
αa=4.43x10-6/K |
|
Коэффициент теплопроводности (300 K) |
∥C：0.0523 Вт/см/К |
|
Длина волны лазера |
1064 нм, 1342 нм |
|
Термооптические коэффициенты (300 K) |
dno/dT=8.5×10-6/K |
|
Сечение стимулированного излучения |
25×10-19 см2 при 1064 нм |
|
Время жизни флуоресценции |
90 мкс (1%) |
|
Коэффициент поглощения |
31.4 см-1 при 810 нм |
|
Внутренние потери |
0.02 см-1 при 1064 нм |
|
Ширина полосы усиления |
0.96 нм при 1064 нм |
|
Поляризованное лазерное излучение |
Поляризованное; Параллельно оптической оси (c-ось) |
|
Эффективность накачки к оптической эффективности лазера |
>60% |
|
Уравнения Селлмейера (λ в мкм) |
no2=3.77834+0.069736/(λ2-0.04724)-0.010813λ2 |
Свойства лазеров на основе Nd:YVO4 кристаллов
1. Одно из наиболее привлекательных свойств кристаллов Nd:YVO4 – это коэффициент поглощения в 5 раз больше, чем у Nd:YAG кристаллов, в широком диапазоне с пиком в области 808 нм, что соответствует стандартной длине волны излучения лазерных диодов высокой мощности. Это означает, что можно в лазерах использовать более компактные кристаллы, что ведет к уменьшению размеров всей системы когерентного источника. Кроме того, для заданной мощности лазера теперь необходима более низкая мощность лазерного диода накачки, что в свою очередь увеличивает срок службы лазерного диода. Ширина полосы поглощения Nd:YVO4 может быть в 2.4 – 6.3 раз больше, чем у Nd:YAG кристаллов. Высокая эффективность накачки позволяет выбирать более дешевые лазерные диоды для накачки.
2. Nd:YVO4 кристаллы обладают большим сечением стимулированного излучения как на длине волны 1064 нм, так и на 1342 нм. При генерации на длине волны 1064 нм, данной сечение в 4 раза больше, чем у аналогичного Nd:YAG кристалла, при генерации на 1340 нм сечение в 18 раз больше. Это позволяет Nd:YVO4 лазерам поддерживать мощное одномодовое излучение на обеих длинах волн.
3. В отличие от Nd:YAG кристалла с кубической симметрией, Nd:YVO4 кристаллы одноосные, что позволяет им генерировать линейно-поляризованное излучение. Хотя срок службы Nd:YVO4 в 2.7 раз короче, чем у Nd:YAG, их дифференциальная квантовая эффективность довольно высокая благодаря высокой эффективности накачки.
Ниже проводится сравнение свойств Nd:YVO4 и Nd:YAG: сечение стимулированного излучения (σ), Коэффициент поглощения (α), Время жизни флуоресценции (τ), длина поглощения (Lα), пороговая мощность (Pth) и квантовая эффективность накачки (ηs).
Свойства Nd:YVO4 и Nd:YAG
|
Кристалл |
Легирование （атомы %） |
σ (×10-19 см2) |
α (см-1) |
τ (мкс) |
Lα (мм) |
Pth (мВт) |
ηs (%) |
|
Nd:YVO4(a-срез) |
1.0 2.0 |
25 25 |
31.2 72.4 |
90 50 |
0.32 0.14 |
30 78 |
52 48.6 |
|
Nd:YVO4(c-срез) |
1.1 |
7 |
9.2 |
90 |
/ |
231 |
45.5 |
|
Nd:YAG |
0.85 |
6 |
7.1 |
230 |
1.41 |
115 |
38.6 |
Сравнение свойств Nd:YVO4 и Nd:YAG лазеров с диодной накачкой
|
Кристалл |
Размер (мм3) |
Мощность накачки |
Выходное излучение (на 1064 нм) |
|
Nd:YVO4 |
3×3×1 |
850 мВт |
350 мВт |
|
Nd:YVO4 |
3×3×5 |
15 Вт |
6 Вт |
|
Nd:YAG |
3×3×2 |
850 мВт |
34 мВт |
Лазер на основе Nd:YVO4+KTP с диодной накачкой
- Зеленое излучение мощностью 8 Вт было сгенерировано Nd:YVO4 (0.5% легирование, мощность лазерного диода накачки 15 Вт. KTP кристалл внутри резонатора.
- Зеленое излучение мощностью 200 мВт было сгенерировано Nd:YVO4 (2% легирование, мощность лазерного диода накачки 1 Вт.
- KTP кристалл: 2x2x5 мм3, Nd:YVO4 кристалл: 3x3x1 мм3.
Просветляющие покрытия
- Оба торца с просветляющим покрытием для 1064/808 нм, R<0.2% при 1064 нм, R<2% при 808 нм;
- 1 поверхность: покрытие с высоким коэффициентом отражения на 1064&532 нм, с высоким коэффициентом пропускания для 808 нм, R>99.8% при 1064&532 нм, T>90% при 808 нм;
2 поверхность: просветляющее покрытие на 1064&532 нм, R<0.2% при 1064 нм, R<0.5% при 532 нм;
- 1 поверхность: покрытие с высоким коэффициентом отражения на 1064нм, с высоким коэффициентом пропускания для 808 нм, R>99.8% при 1064, T>95% при 808 нм;
2 поверхность: просветляющее покрытие на 1064 нм, R<0.1% при 1064 нм;
- 1, 2 поверхность: просветляющее покрытие, 3 поверхность: золочение/хромирование;
- Оба торца с просветляющим покрытием для 1064 нм, 3 поверхность: просветляющее покрытие для 808 нм;
- Другие варианты покрытий по запросу.
Оплата продукции производится по безналичному расчету на основании счета либо договора поставки. Компания АЗИМУТ ФОТОНИКС принимает участие в конкурсных торгах (электронных аукционах) на выполнение заказов от бюджетных организаций. Для бюджетных организаций предусмотрена работа с частичной предоплатой в рамках договоров по ФЗ.
Доставка оборудования и компонентов во все регионы России осуществляется транспортными компаниями (Major Express, Гарантпост, СДЭК) с обязательным соблюдением требований к транспортировке и хранению, также возможен самовывоз из нашего офиса в Москве. Условия отправки груза в страны СНГ и ЕАЭС необходимо уточнять отдельно у специалистов нашей компании.
